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Apresenta:

Acrílico, do começo ao fim.

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HISTÓRICO5
OBTENÇÃO DO ACRÍLICO6
USINAGEM E CORTE18
ACABAMENTOS27
LIXAMENTO28
POLIMENTO29
MOLDAGEM30
COLAGEM3
DECORAÇÃO40

INTRODUÇÃO AO ACRÍLICO 3 CARACTERÍSTICAS DO ACRÍLICO 10 NORMAS PARA CHAPAS ACRÍLICAS 16 ARMAZENAGEM E LAY OUT DA OFICINA 17 AUTOMAÇÃO NO PROCESSAMENTO 24 CONSERVAÇÃO DE PEÇAS ACRÍLICAS 41

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Os termoplásticos acrílicos (PMMA) são obtidos da polimerização dos ésteres acrílicos, gerando materiais como as chapas fundidas ou “cast”, chapas extrusadas, tubos, tarugos, filmes e grânulos para moldagem por injeção ou extrusão. As chapas fundidas são produzidas com ampla variedade de tamanhos e espessuras, sendo as maiores disponíveis em 3x 2 metros, e espessuras variando entre 1 a 24 m. As chapas “cast”, fundidas entre placas de vidro, possuem excelentes propriedades óticas e acabamentos das superfícies, além de serem oferecidas em uma grande variedade de cores e composições. As chapas acrílicas fundidas são fornecidas com formulações básicas para uso geral e com propriedades de absorção de raios ultravioleta, espelhadas e com características de alta termoformabilidade. Todas as chapas acrílicas fundidas são fortes, estáveis, resistentes às condições do tempo e termoformáveis; disponíveis nas opções transparentes, translúcidas e em cores opacas, combinando com uma variedade de texturas superficiais.

As chapas extrusadas são produzidas pela compressão dos grânulos acrílicos através de uma rosca de extrusão convencional. O acrílico é fundido e empurrado através de uma matriz em um processo contínuo, possibilitando uma variedade de larguras e comprimentos. O processo de extrusão é a opção mais econômica para a produção de chapas acrílicas. A chapa extrusada é a alternativa de menor custo dentre as outras opções, entretanto, linhas de fluxo e distorções podem ocorrer. São utilizadas quando a qualidade é “boa o suficiente” e a economia do projeto é quem dita as regras.

O revestimento ou “coating” nas superfícies das chapas estão disponíveis tecnicamente, porém, a um preço especial para necessidades anti-risco dos produtos finais. Atualmente existem inúmeros processos de revestimento de superfícies, os quais depositam uma película estável às superfícies, ampliando significativamente a resistência ao risco, a facilidade de limpeza e resistência a produtos químicos, eliminando, porém, a capacidade de termoformagem.

Quando o acrílico é escolhido para determinada aplicação, deve-se lembrar que transparência, brilho e as dimensões finais das peças não são afetadas pela exposição de anos a maresia ou a ambientes com atmosfera corrosiva. As chapas acrílicas também resistem à luz de lâmpadas fluorescentes sem escurecer ou deteriorar. Elas desbotam quando expostas à intensa luz ultravioleta com emissões abaixo de 265 nm, contudo, formulações especiais resistem a emissões de fontes de luz ultravioletas como lâmpadas de vapor a mercúrio e sódio.

Adiciona-se pigmentos ao monômero visando produzir um amplo espectro de cores transparentes, translúcidas ou opacas. A maior parte das cores são

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As propriedades mecânicas do acrílico são elevadas e altas tensões conseguem ser suportadas com segurança por curtos períodos. Entretanto, para esforços mais prolongados as forças de tensão devem ser limitadas a 1.500 psi, visando evitar “crazing” ou rachaduras na superfície.

Os acrílicos estão entre os plásticos de melhor resistência ao risco. A resistência das chapas acrílicas, medida pela resistência à propagação de rachaduras pode ser melhorada pela indução de orientação molecular durante a moldagem

Os tubos e tarugos acrílicos também estão disponíveis nas opções fundidos ou “cast” e extrusados. Tubos e tarugos “cast” são produzidos a partir de monômeros fundidos dentro de moldes, que depois de curados são solidificados e então extremamente polidos para acabamento final das dimensões. O processo de fundição é o de maior custo, mas possibilita uma melhor qualidade do produto. Tarugos fundidos são disponíveis acima de 5,0 m de diâmetro, enquanto que os tubos podem ser adquiridos com diâmetro externo acima de 6,0 m. Tubos e tarugos extrusados são produzidos em equipamentos convencionais de extrusão, onde os grânulos acrilicos são comprimidos através de matrizes extremamente polidas para obtenção de produtos finais. Marcas da matriz e outras imperfeições fazem dos produtos extrusados produtos menos atraentes.

Propriedades do acrílico Produtos acrilicos são conhecidos por serem atraentes, pelo brilho da superfície em praticamente qualquer cor. Em grandes tamanhos tridimensionais, as peças moldadas não são suficientemente rígidas, sendo necessário o uso de processo de enrijecimento, combinando uma chapa de acrílico com uma camada posterior de poliéster reforçado com fibra de vidro. A adesão entre as partes é excelente e os resultados podem ser observados em aplicações como displays de veículos e outros PDVs. O peso reduzido e a resistência das chapas plásticas transparentes qualificamnas para muitos trabalhos que poderiam ser direcionados para o vidro, incluindo nesta categoria materiais como o acrílico, poliestirenos e policarbonatos. Além da durabilidade destes materiais, suas superfícies são tão lisas quanto o vidro, fazendo-os, entretanto, mais suscetíveis ao risco devido à resistência superficial. Materiais resistentes à abrasão e tratamentos superficiais são as respostas a estes limites dos plásticos.

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Apesar dos monômeros acrílicos serem conhecidos desde 1843, sua expansão começou a ocorrer somente em 1901 com os estudos realizados na Alemanha pelo Dr. Otto Rohm. Em 1927 a Rohm & Haas produziu industrialmente o primeiro polímero acrílico (polimetil acrilato) sob o nome de “acrilóide” e “plexigum”, o qual foi vendido com uma solução do polímero em solvente orgânico e foi usado principalmente em lacas e formulações para revestimentos superficiais.

Em 1932, o inglês J. W. C. Crawford da ICI desenvolveu um método simples e econômico de se obter o metil metacrilato, enquanto que, seu companheiro, Rowland Hill estudava em profundidade a polimerização deste monômero.

Atualmente, essa classe de polímeros é representada por inúmeros materiais, sendo o poli (metilmetacrilato) para plásticos e tintas e as fibras de poliacrilonitrila para uso têxtil os que apresentam maior interesse comercial.

Comercialmente, o poli (metilmetacrilato) é fornecido na forma de chapas e de grânulos ou pó para moldagem o qual é moldado pelas técnicas convencionais de transformação dos termoplásticos.

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O acrílico é um polímero (poli = muitas; mero = partes), pois é constituído de grandes moléculas formadas por muitas unidades químicas (mero) que se repetem.

Pertence a família dos termoplásticos devido à possibilidade de conformá-lo com a aplicação de calor ou solvente.

O metacrilato de metila pode ser facilmente polimerizado pelas técnicas de polimerização em massa, solução, suspensão e emulsão.

Obtenção do “XAROPE”

POLIMERO

Destilado e filtrado

Solução com aditivos (iniciador, plastificantes)

Nitrogênio

Condensado

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Comercialmente, a técnica mais empregada é a de polimerização em massa, pois possibilita a obtenção direta do produto desejado. Um exemplo típico da utilização desta técnica seria a fabricação das chapas fundidas ou “cast”.

Obtenção das Chapas Acrílicas

Processo de Fundição ou “Cast”

O xarope acrílico é vazado entre duas placas de vidro e polimerizado em autoclaves, tanques de água quente ou estufas. Em autoclaves, a polimerização se dá a uma temperatura de 90 ºC, com pressão de 5 Kgf /cm2, enquanto que nos tanques e estufas a temperatura atinge 70 ºC à pressão atmosférica.

MONÔMERO – MMA (Liquido Fino)

PRÉ-POLÍMERO: pPMMA (Liquido Viscoso)

Catalisador e Calor

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A obtenção de chapas Fundidas ou “Cast” se faz pelo processo de batelada, utilizando lâminas de vidro de alta qualidade superficial como moldes. A polimerização inicia-se com uso de catalisadores e ação da temperatura e é feita dentro de autoclaves, estufas ou banhos de água quente.

Assim se obtém chapas com alta transparência, grande resistência mecânica, mínimas tensões térmicas e distorções ópticas.

Preenchimento dos MoldesCarregamento das chapas

Manuseio interno das chapas após polimerização

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Obtenção da Resina Acrílica para Extrusão

Processo de Extrusão

Para a obtenção das chapas utiliza-se a resina acrílica na forma de pó ou no formato de grânulos, que passa por uma extrusora seguida de calandragem em processo contínuo.

Possui excelente regularidade de espessura com variações inferiores a +/ - 5%, consegue-se chapas com comprimento de até 6 metros, ou maiores se desejado. Seu custo é inferior ao das chapas Fundidas devido a alta produtividade.

As chapas de acrílico se destacam entre outros materiais graças às suas qualidades e propriedades excepcionais, responsáveis pela ampla variedade de aplicações - dos materiais de construção até artigos domésticos, displays, luminosos, fachadas e outros.

Propriedades

- Transparência: as chapas "cristais" são mais transparentes que o vidro; - Resistência a intempéries sob qualquer clima;

- Absorção de água: com 2 a 100% de umidade relativa, apresenta aumento dimensional de no máximo 0,35%; - Resistência à abrasão comparável à do alumínio;

- Peso: densidade relativa de 1.19 g/cm3. Uma chapa de 2 m2 por 3 m de espessura pesa aproximadamente 7, 26 kg; - Higiene: segurança total quando em contato com alimentos;

- Resistência química: boa aos produtos químicos mais comuns;

- Quebra: boa resistência, sem tendência à fragmentação;

- Queima: semelhante à madeira dura, mas sem produzir fumaça.

Vantagens

O acrílico é um dos materiais mais versáteis, com utilização em diversos tipos de trabalho - objetos decorativos, brindes, fachadas, luminosos - e na construção civil, principalmente em coberturas, domos, protetores acústicos, parapeitos de sacadas etc. Suas principais vantagens são:

• Durabilidade: cerca de 10 anos resistindo a sol, chuvas, tempestades e todo tipo de intempérie;

• Variedade: você encontra as chapas de acrílico em inúmeras cores e espessuras, que permitem diferentes formas de moldagem;

• Maior difusão de luz, flexibilidade e transparência: você valoriza suas fachadas, luminosos e coberturas;

• Garantia contra o amarelado do tempo: o acrílico mantém as cores originais e a transparência, por ser protegido contra os raios solares UV.

Comparações

• Cristalino, transparente, atingindo 92% de transmissão de luz; • Duro, rígido e resistente;

• Excelente resistência à radiação UV e às intempéries;

• Boa resistência química;

• Excelente moldabilidade na termoformagem;

• Infinitas possibilidades de cores (transparentes, translúcidas e opacas);

• Limitada resistência a solventes;

• Baixa resistência à fadiga;

• Inflamável, porém com baixa emissão de fumaça quando queimado; • Baixa resistência a álcool;

• Baixa resistência a abrasão, porém quando riscado é plenamente recuperado por polimento;

• Atóxico: segurança total quando em contato com alimentos;

• Boa resistência à quebra, sem tendência à fragmentação;

• Absorção de água: Retém cerca de 2% de umidade e com essa absorção existe um aumento dimensional de no máximo 0,35%;

Dados Comparativos entre as chapas Fundidas e Chapas Extrusadas

1. FÍSICAS E ÓTICASCHAPAS CASTEXTRUSADAS

DensidadeISO 1183 - A, C ou Dg/cm³ Absorção de água (após 24 hs a 23°C)ISO 62-1% Índice de refraçãoISO 489-AnD

Transmitância luminosa total (p/ cristal)ISO 13468-1%

2. MECÂNICAS

Resistência à traçãoISO 527MPamin. 70min. 60 Resistência à flexãoISO 178MPa110110 a 115 Resistência ao impacto CharpyISO 179/1fU KJ/m2min. 13min. 8 Dureza RockwellISO 2039-2Escala M10090 a 95

3. TÉRMICAS

Temperatura de amolecimento VicatISO 306 - B50°Cmin. 105min. 8 Temperatura de deflexão sobre cargaISO 75-2 / A°C9880 A 101 Coeficiente de expansão linearISO 11359-2K -1

Variação dimensional em temperatura elevada (contração)

Anexo A da Norma NBR 7823-1 (para Cast) %máx. 2,5 de 10 a 20 % (depende da espessura)

Obs: informações definidas nas normas NBR ISO 7823-1 e 7823-2 7 x 10-5

Comparação entre chapas ‘cast’ x extrusadas

As chapas extrusadas podem substituir as chapas fundidas ou “cast” em numerosas situações. No entanto, ao efetuar a escolha de um tipo de chapa, seja qual for a aplicação desejada, torna-se importante considerar tanto as condições de trabalho que a chapa estará submetida na utilização final quanto ao método de processamento para transformar a chapa em artigo final, assim como o custo envolvido.

Usualmente a chapa extrusada é uma opção adequada quando se deseja otimizar a relação custo-benefício, aliada a uma menor variação de espessura em relação às chapas “cast”.

As chapas extrusadas podem ser encontradas comercialmente com espessuras que variam entre 1,5 a 20 m, conforme pode ser demonstrado na tabela abaixo. Convém salientar a menor resistência térmica, química e ao impacto, bem como uma menor viscosidade e memória do polímero fundido, comparativamente às chapas fundidas de mesma espessura.

Estas propriedades são resultantes principalmente do menor peso molecular do PMMA empregado no processo de extrusão, comparativamente à polimerização a partir do monômero durante o processo de fabricação das chapas “cast”, bem como à maior orientação molecular resultante do fluxo através da matriz da extrusora.

As ferramentas usadas para processamento das chapas extrusadas devem utilizar velocidades de corte e perfuração em torno de 20% inferior àquelas utilizadas para chapas “cast”, visando não “grudar” na chapa. O ideal é refrigerar a ferramenta com ar comprimido, testando o processo antes de partir para produção do artigo final. Cuidados durante o polimento também se fazem necessários para não exercer pressão demasiada contra os rolos de polimento, de forma a não aquecer demasiadamente a chapa.

O processo de colagem é similar ao das chapas “cast”, porém, os componentes da cola não devem atacar a chapa extrusada, sendo necessária portanto uma cola específica.

Filmes estiráveis ou encolhíveis de PVC podem atacar as chapas acrílicas, tanto “cast” quanto extrusadas, gerando fissuras e perda de brilho superficial.

Assim como acontece com todos os termoplásticos, tanto as chapas “cast” quanto as chapas extrusadas possuem resistência a tração e alongamento em função da temperatura, variando de cerca de 70 MPa e 5% a 20°C a cerca de 25 MPa e 23% a 80°C.

A resistência das chapas extrusadas às intempéries é similar às chapas “cast”, para formulações similares, sendo superior aos demais materiais poliméricos, inclusive policarbonato. Isso pode ser claramente constatado através da transmitância das chapas acrílicas após 10 anos de exposição, atingindo cerca de 90%, com base no valor inicial de 92%.

Outro aspecto comum entre os dois tipos de chapas acrílicas é quanto a reciclabilidade. As aparas das chapas extrusadas podem ser moídas e realimentar a extrusora, enquanto que as aparas das chapas “cast” podem ser destiladas, regenerando-se e obtendo-se novamente o monômero. A quantidade de reciclados nas chapas extrusadas varia em função das propriedades e exigências de qualidade do produto final reciclado. Usualmente valores de até 10% de reciclados não afetam significativamente as propriedades das chapas.

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